基于MSP430单片机的风动力寻迹小车设计

朱文明　李辉

摘 要：该实验设计制作的是基于MSP430F149单片机的智能循迹小车。该设计由红外寻迹传感器、MSP430单片机和6612电机驱动电路等组成。该控制技术目前已被用于智能停车场盘、无人仓库运货和服务型机器人等领域。

关键词：智能循迹；MSP430F149单片機；红外寻迹传感器

中图分类号：TP242.6 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2018）04-0036-02

Design of Wind Power Tracking Trolley Based on MSP430 MCU

ZHU Wenming LI hui

（Department of Electrical Engineering， Shaoyang University，Shaoyang Hunan 422000）

Abstract： The experimental design of intelligent tracking car based on MSP430F149 MCU. The design is composed of an infrared trace sensor， a single chip microcomputer MSP430 and a 6612 motor drive circuit. The control technology has been used in the field of intelligent parking lot， unmanned warehouse delivery， service robot and so on.

Keywords： intelligent tracking；MSP430F149 MCU；photoelectric sensor

智能汽车技术主要包含以下三重功能，即智能感知提前报警系统、车辆动力系统和全自动操作系统。上一层技术是下一层技术的基础。

1 方案设计与选择

1.1 方案一：采用STC51系列的单片机为MCU

STC89C51系列单片机的价格实惠，使用范围较广。若使用较贵的单片机，尽管性能较好，但达不到该方案的设计要求，且使该设计成本增加。但是，价格便宜的STC89C51单片机功能有限，且使用端口较少，自身没有可调用的系统，数据处理较慢。这些缺点使TC89C51在该设计中不能被采用[1]。

1.2 方案二：采用MSP430系列的单片机为MCU

MSP430的I/O口的特点：①该单片机是一种16位超低功耗的混合信号处理器，具有低功耗且速度快、汇编语言用起来很灵活、寻址方式很多、指令很少、容易上手等优势；②该单片机片上有非易失存储器、RAM和16位的外设JTAG调试逻辑，用户在使用时，能够实现在线调试；③该单片机的数据能以2Byte和1Byte的方式寻址，使得寻址空间到达1MB；④MSP430具有典型的4种时钟，分别是LFXT1CLK、XT2CLK、DCOCLK和VLOCLK[2]。

通过分析，本文选择MSP430单片机作为该设计的数据处理器MCU。

2 硬件电路的设计

2.1 系统硬件设计框图

该设计的系统硬件是由MSP430单片机的最小系统、红外循迹传感器模块、电机驱动TB6612FNG模块、12V供电电源、12V转5V可调稳压电路和电机以及自主设计的亚克力板车体构成。

该设计的整体硬件电路分为以下4部分：①黑白线检测红外循迹传感器模块的灵敏度和工作条件；②供电电路的12V转5V可调稳压电路的可靠性和稳定性；③控制及驱动TB6612FNG模块的抗过流和最大电压大小的测试。

MSP430单片机的MCU主控制单元是小车的核心部分，该部分需要完成的任务有：信号获取、信号处理、信号反馈启动与停止的小车、控制电机转速等。系统硬件设计框图见图1。

2.2 MSP430单片机介绍

MSP430FR5739控制器框图如图2所示，其使用的是铁电存储器的微处理器。铁电存储器可以提高MSP430的运行速度和降低其功耗，相对于Flash更加强大，且延长了该单片机的使用寿命。

在MSP430上采用了运行速度较高的8MHz的CPU处理器、16KB的FRAM和1KB的SRAM等。

3 软件设计

该设计的软件部分，采用了MSP430中断系统。MSP430中断分为3种：系统复位、非屏蔽中断和可屏蔽中断。需要注意的是，在使用系统复位时，该中断需要指向最高地址OXFFFE。而非屏蔽中断和可屏蔽中断时，通过SR寄存器的GIE来区分，屏蔽中断不受GIE的控制，具有独立的中断使能；可屏蔽中断除了受本身的中断使能控制，还接受GIE控制。

软件设计的主程序部分为：

int main（void）

{

u8 t=0，report=1；

u8 key；

float pitch，roll，yaw；

short aacx，aacy，aacz；

short gyrox，gyroy，gyroz；

short temp；

Stm32_Clock_Init（9）；

uart_init（72，500000）；

delay_init（72）；

usmart_dev.init（72）；

LED_Init（）；

KEY_Init（）；

LCD_Init（）；

MPU_Init（）；

POINT_COLOR=RED；

LCD_ShowString（30，50，200，16，16，"WarShip STM32"）；

LCD_ShowString（30，70，200，16，16，"MPU6050 TEST"）；

LCD_ShowString（30，90，200，16，16，"ATOM@ALIENTEK"）；

LCD_ShowString（30，110，200，16，16，"2015/1/17"）；

}

图3为本次设计的整体程序流程图，程序对系统的运行状态具有较大作用，所以一个可靠的编程是十分重要的。

4 结论

智能设备在现代社会的应用越来越广泛，而作为智能机器人中的一员，智能循迹小车设计与制作，主要是推广智能设备的应用和提高人们对智能设备的兴趣，使智能设备能应用到航空航天中。所以，本次设计根据目前国内外形势，采用MSP430单片机设计一款智能循迹小车，该控制技术目前正在尝试运用于无人驾驶机动车、无人生产工场、存储房和服务型机器人等多个范畴。

参考文献：

[1]尹杰，杨宗帅，聂海，等.基于红外反射式智能循迹遥控小车系统设计[J].电子设计工程，2013（23）：178-180.

[2]洪利，章杨.MSP430单片机原理与应用实例详解[M].北京：北京航空航天出版社，2010.